JP6326308B2 - 水処理管理支援システム - Google Patents

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Description

本発明は、水処理施設の管理を支援システムに関する。
近年、国内では公共事業への補助金が削減されていることと、水道事業の広域化が進められていることから、水事業に関わる人員が削減されている。さらに今後数年間に熟練職員の大量退職が控えており、水道設備や水質の運用・管理に関するノウハウが不足していくことが懸念されている。また、以上のことから、民間へのO&M(Operation&Maintenance)件数が増加しており、経験の少ない民間の職員でも、水道設備や水質を適切に運用・管理でき、さらに技術継承ができるような方法が必要である。
また、2013年3月に公表された新水道ビジョンでは、安全な水道、水道サービスの持続、強靭な水道という3つの観点から、水質基準に適合した水を、いつでも、どこでも、だれでも受け取ることができる水道を目指しており、水道に関わる人々は新水道ビジョンに沿った役割が求められている。このため、どのような職員でも、浄水処理施設から給水栓末端まで問題なく、水源水質の変動の影響を受けない水道設備の運用や水質管理ができることが望まれる。
本技術分野の背景技術として、(特許文献1)がある。この公報には、「過去の水質事故、設備故障等の想定外の事象が発生した場合の対応方法、ノウハウを可視化することにより、担当者間の技術継承、管理レベルの底上げを可能とする技術継承支援方法および技術継承支援システム」が記載されている。また、(特許文献2)がある。この公報には、「不具合や異常気象などに対して各関連部署が実施すべき措置と時期を提示する水道業務支援システム」が記載されている。
特開2012−118830号公報 特開2011−248695号公報
上述の先行技術文献は、水処理施設の管理を支援するための技術である。(特許文献1)は、特に人材教育の観点から対応方法、ノウハウを可視化することに特徴があり、将来、熟練職員が減少し、人材教育の効率などを高める必要があるときに有効な技術である。また、(特許文献2)も、各関連部署が実施すべき措置と時期の提示を自動化することで、熟練職員が減少したときに有効な技術である。(特許文献2)は、省人化には非常に有効であるが、人材教育はする必要がある。(特許文献1)は、対応方法、ノウハウを主に文書として可視化してマニュアル・教材として利用している。しかし、水処理施設の現場においては、水の色等が重要であり、文書のみのマニュアル・教材で技術継承、管理レベルの底上げをするのは不十分である。
そこで、画像情報を用いて効率的な技術検証、管理レベルの底上げが可能とする技術を発明した。
上記課題を達成するために、本発明は水処理管理支援システムにおいて、画像情報、撮影日時、撮影場所、撮影者、撮影理由を含む画像データが格納される画像情報データベースと、水質分析項目、水質分析結果、測定場所、測定日時を含む水質データが格納される水質データベースと、水量結果、測定場所、測定日時を含む水量データが格納される水量データベースと、操作履歴、プロセスデータ、警報発生日時、警報内容を含む履歴・プロセスデータが格納される履歴・プロセスデータベースと、管理帳票、報告書、図面を含む業務内容書類、浄水場の立地環境、給水能力、給水面積等を含む文書データが格納される文書管理データベースと、日報等には記載されない故障発生時の検討議事、根拠、操作者の主観等を含むノウハウ情報が格納されるノウハウ情報データベースと、選択された前期画像情報データベースの画像データと、水質データ、水量データ、履歴・プロセスデータ、文書データ、ノウハウ情報データのうち少なくとも1つをリンク付けして教材・マニュアル情報とする画像編集手段と、教材・マニュアル情報を検索・出力するための入出力手段と、を備えることを特徴とする。
更に、本発明は水処理管理支援システムにおいて、前記画像編集手段では、評価指標を算出し、教材・マニュアル情報の重要度を決定することを特徴とするものである。
更に、本発明は水処理管理支援システムにおいて、GPS機能が備わっているタブレット端末を用い、位置情報が共通する教材・マニュアル情報を自動的に検索して出力することを特徴とするものである。
更に、本発明は水処理管理支援システムにおいて、前記入出力手段では、カレンダー機能が備わっているタブレット端末を用い、同月日における教材・マニュアル情報を優先して出力することを特徴とするものである。
更に、本発明は水処理管理支援システムにおいて、前記入出力手段では、バーコード読み取り機能が備わっているタブレット端末を用い、バーコードを読み取ることで、関連した教材・マニュアル情報を出力することを特徴とするものである。
更に、本発明は水処理管理支援システムにおいて、検索した職員、検索された教材・マニュアル情報、キーワード、検索日時、検索回数を含む検索情報を格納する検索情報データベースを備え、検索回数から出力する教材・マニュアル情報の出力順を決定する画像編集手段と、を備えることを特徴とするものである。
更に、本発明は水処理管理支援システムにおいて、音声情報、録音日時、録音場所、録音者、録音理由を含む音声データが格納される音声情報データベースを備え、選択された前記音声情報データベースの音声データと、テキストデータで格納されているノウハウ情報のうち、前記音声データと関連するノウハウ情報を抽出し、リンク付けして教材・マニュアル情報とする音声編集手段と、を備えることを特徴とするものである。
本発明では、画像情報を用いたマニュアル・教材を作成・使用することで、熟練職員ではなくとも水処理施設の安定運用、水質の適正管理が可能となる。また、職員の技術継承が効率的に可能となる。
水処理管理支援システムの構成例である。 画像編集手段の一例である。 教材・マニュアル情報の出力の一例である。 実施例2における水処理管理支援システムの構成例である。 実施例3における水処理管理支援システムの構成例である。 実施例4における水処理管理支援システムの構成例である。
以下、図面を用いて実施例を説明する。
本実施例では、水処理管理支援システム100の一例を説明する。
図1は、水処理管理支援システム100の構成例である。実施例1における水処理管理支援システム100は、データベース200、処理手段300、入力手段400、出力手段500から構成される。
水処理管理支援システム100の設置場所は、水処理施設内でも外でもよいが、実施例1では浄水処理施設600の外に設置したものとする。水処理管理支援システム100は、浄水処理施設600とネットワーク800を介して接続され、監視制御サーバ700から水質データ、水量データ、履歴・プロセスデータ等を受信する。
入力手段400は、水処理管理支援システム100において、データベース200に必要な情報を入力するために使用するもので、通常の計算機のキーボードやタブレット端末等で構成される。
表示手段500はデータベース200の内容に基づいて、水道施設の管理・運用者等にデータを表示するためのもので、ディスプレイやタブレット端末等で構成される。
データベース200は、水質データベース210、水量データベース220、履歴・プロセスデータベース230、文書管理データベース240、ノウハウ情報データベース250、評価情報データベース260、画像情報データベース270、教材・マニュアル情報データベース280から構成される。
処理手段300は、画像編集手段310、教材検索手段320、データ入力手段330、警報出力手段340から構成される。
水質データベース210は、水質分析項目、水質分析結果、測定場所、測定日時を含み、浄水処理施設600の管理・運用に際し、水質の管理指標として設定される管理基準値が記録される。
水量データベース220は、水量結果、測定場所、測定日時を含み、浄水処理施設600の管理・運用に際し、管理基準値が記録される。
履歴・プロセスデータベース230は、操作履歴、プロセスデータ、警報発生日時、警報内容を含み、浄水処理施設600にて行われた操作履歴と処理工程が記録され、また、警報出力手段340が浄水処理施設600のプロセスデータが予め設定していた基準値内であることを診断して、基準値範囲外を示したプロセスデータを検出した警報出力日時および警報内容が記録される。
水質データ、水量データおよびプロセスデータは、定期的に監視制御サーバ700からネットワーク800を介して、水処理管理支援システム100に送信される。
文書管理データベース240は、管理帳票、報告書、図面を含む業務内容書類、浄水場の立地環境、給水能力、給水面積等を含み、各種マニュアル、日報などの報告書、故障発生と対応に関する報告書、図面の他、浄水場の運用管理で管理対象としている指標のモニタリングに関する報告書や、管理目標を逸脱した場合の処置や改善された業務内容に関する書類が記録される。これらの文書情報は、水質データ等と同様に、浄水処理施設600にて作成された後、監視制御サーバ700からネットワーク800を介して、水処理管理支援システム100に送信されても、水処理管理支援システム100の入力手段400から入力されてもよい。
ノウハウ情報データベース250は、例えば日報等には記載されない故障発生時の検討議事、根拠、操作者の主観等を含み、浄水処理施設600における通常の報告書には記載されない故障発生時の検討議事、根拠、操作者の主観等のノウハウ情報が記録される。ノウハウ情報は、水処理管理支援システム100の入力手段400から入力することにより、ノウハウ情報データベース250に格納される。
ノウハウ情報データベース250に記録されるノウハウ情報の入力のタイミングとしては、以下のようなものがある。
(a)事故・トラブル発生時:浄水処理施設内の機器のトラブル等があった場合に入力されるが、事故・トラブルの情報は、重故障(Aクラス)、軽故障(Bクラス)、注意事象(Cクラス)、その他(Dクラス)等で分類されている。
(b)プラント設置値の変更時:捜査員が、薬品の注入量等を変更した場合がある。
(c)業務引き継ぎ時:例えば、夜勤者から日勤者へ、日勤者から夜勤者への業務引き継ぎ時に状況変化報告、イレギュラーな変動を察した事項、普段は発生しえない特殊事情が発生した場合がある。
評価情報データベース260は、各種操作した結果を定量的に評価するための指標とその評価結果を含み、水質等に応じた評価指標および故障等の発生頻度に応じた評価指標とその評価結果が記録される。評価指標は、水処理管理支援システム100の入力手段400から入力することにより、評価情報データベース260に格納される。
画像情報データベース270は、画像情報、撮影日時、撮影場所、撮影者、撮影理由を含み、日々の業務おける熟練職員の作業画像や故障発生時の機器の画像等が、撮影日時、撮影場所、撮影者、撮影理由とリンク付けされた上で画像データとして格納される。画像データは、水処理管理支援システム100の入力手段400から入力することにより、画像情報データベース270に格納される。
画像情報は上述のように、職員が教育、浄水処理施設600の運用および水質の管理のために閲覧する際に、容易に検索・抽出ができるようにするため、画像情報に撮影日時、撮影場所、撮影者、撮影理由などのテキストデータがリンク付けされる。撮影理由は具体的に記述すると、「熟練職員のポンプ設備の運用方法の記録」、「水の濁りの状況の記録」、「故障時のバルブの記録」のようにフリースタイルで記述するが、水処理施設で使用されている施設、設備、装置等の共通名称を使用するものとする。
画像データを画像編集手段310で容易に編集するために、通常の文章からなる撮影理由を、文節単位で区切り、当該文節の出現頻度、出現の相関、出現傾向、時系列等を解析することで有用な情報を抽出できるテキストマイニング手法を適用する。
ここで、ノウハウ情報も同様にフリースタイルでの記述とし、テキストマインニング手法による抽出を行うものとする。
教材・マニュアル情報データベース280は、教材・マニュアル情報を含み、画像編集手段310により作成された教材・マニュアル情報が格納される。
データ収集手段330は、ネットワーク800を介して監視制御サーバ700から送信されていく浄水処理施設600の水質データ、水量データおよびプロセスデータを収集し、水質データベース210、水量データベース220および履歴・プロセスデータベース230へ格納する機能を有する。
警報出力手段340は、監視制御サーバ700から受信した水質、水量データや浄水処理施設600の履歴・プロセスデータの瞬時値、積算値等の有効性の有無を判断する。有効と判断されたデータは、予め設定されている管理基準値と比較し、管理基準値範囲外であれば警報を出力する機能を有する。
このとき適用される管理基準値はデータの上下限値、相関解析値、統計解析値等があり、これらの数値は予め入力手段400から入力されている。出力された警報の内容や発生時刻等は履歴・プロセスデータベース230へ格納される。
図2は、画像編集手段310の処理のフローチャートの一例である。実施例1における画像編集手段310は、以下のフローにより画像データ等を編集し、教材・マニュアル情報を作成する。
ステップ101(以下、S101と称す)で、画像情報、撮影日時、撮影場所、撮影者および撮影理由を含む画像データを画像情報データベース270より取得する。このとき取得する画像データは、入力手段400を介して職員が選択する。
S102で、水質データを水質データベース210より取得する。このとき取得する水質データは、S101で取得した画像データに含まれる撮影日時のデータに基づき、撮影日時に近い日時のデータが抽出され、画像データとリンク付けされる。
S103で、水量データを水量データベース220より取得する。このとき取得する水量データは、S101で取得した画像データに含まれる撮影日時のデータに基づき、撮影日時に近い日時のデータが抽出され、画像データとリンク付けされる。
S104で、履歴・プロセスデータを履歴・プロセスデータベース230より取得する。このとき取得する履歴・プロセスデータのうち、操作履歴、プロセスデータはS101で取得した画像データに含まれる撮影日時のデータに基づき、撮影日時に近い日時のデータが抽出され、画像データとリンク付けされる。警報発生日時、警報内容は撮影理由からデータマイニング手法で抽出した警報発生日時のデータが抽出され、画像データとリンク付けされる。また、画像に含まれる情報と警報内容に含まれる情報を比較して、同一の情報を持つ警報内容も警報発生日時とともに取得する。
S105で、文書データを文書管理データベース240より取得する。このとき取得する文書データは、S101で画像データに含まれる撮影日時もしくは撮影理由からデータマイニング手法で抽出された事象発生日時のデータに基づき、事象発生日時に近い日時の報告書等が抽出され、画像データとリンク付けされる。また、それ以外にも撮影場所、撮影者および撮影理由からデータマイニング手法で抽出された設備名称や事象等のデータに基づき、同様にデータマイニング手法で有用な情報が抽出された文書データと比較し、共通する情報を持つ報告書等が抽出され、画像データとリンク付けされる。
S106で、ノウハウ情報をノウハウ情報データベース250より取得する。このとき取得するノウハウ情報は、文書データと同様に、S101で画像データに含まれる撮影日時もしくは撮影理由からデータマイニング手法で抽出された事象発生日時のデータに基づき、事象発生日時に近い日時のノウハウ情報が抽出され、画像データとリンク付けされる。また、それ以外にも撮影場所、撮影者および撮影理由からデータマイニング手法で抽出された設備名称や事象等のデータに基づき、同様にデータマイニング手法で有用な情報が抽出されたノウハウ情報と比較し、共通する情報を持つノウハウ情報が抽出され、画像データとリンク付けされる。
S107で、評価指標を評価情報データベース260より取得する。ここで、評価指標とは、例えば水質項目の沈殿処理水濁度について、以下のように定義される。
(評価指標)=(計測値)―(管理基準値)
このように管理基準値と計測値との差分の大きさを評価指標とする場合は、この評価指標が評価情報データベースに格納され、画像データやその他のデータから抽出された情報に含まれる項目について、評価指標を取得する。ここで、評価指標については管理基準値と計測値との差分だけではなく、項目ごとに評価に適切な計算式と評価指標を設定するものとする。ここで、事象の発生頻度については、以下のように定義される。
(評価指標)=(発生回数)/(期間)
ここでは水質と故障などの事象についての評価指標を示したが、ほかにも季節変動、水量、浄水処理施設600の立地条件や設備、給水量、給水エリアの規模に応じた評価指標を設定してもよい。
S108で、水質データベース210、水量データベース220、履歴・プロセスデータベース230よりより取得したデータとS107で取得した評価指標より、項目ごとに計算し、評価結果を算出する。算出した評価結果は、評価情報データベース260に格納される。また、算出した評価結果から、作成する教材・マニュアルの重要度を決定する。本実施例では、複数ある評価結果のうち最も悪い結果(例えば、水質の管理基準値からの逸脱の度合いや危害事象の発生頻度大)を重視し、教材・マニュアルの重要度とすることにする。ただし、重要度の決定の仕方は複数の評価結果をまとめて評価してもよく、特に限定されていない。
S109で、画像データとリンク付けされたその他のデータを編集し、教材・マニュアル情報を作成する。教材・マニュアル情報を作成する一例として、予め教材・マニュアルデータベース280に教材・マニュアルのフォーマットを格納しておき、フォーマットファイルに自動的に画像データおよびリンク付けされたその他のデータを書き込み、教材・マニュアルとする方法がある。ただし、フォーマットを用意せず、画像データとリンク付けされたデータをそのまま教材・マニュアルとしてもよく、教材・マニュアルの形式は特に限定されない。
図3は教材・マニュアル情報の出力の一例である。これは入力手段400より職員が検索、選択した際の画面であり、教材・マニュアルの画像データなどは一つのファイルの固まりでタブを用いて切り替える形式である。
また、教材・マニュアル情報は抽出された情報と共通項目があるほかの教材・マニュアル情報とリンク付けされ、一覧できるようにする。教材・マニュアル情報同士のリンク付けにより、例えば、日常点検時と危害事象発生時の水の濁りの違いや設備の状況などの画像を容易に比較することが可能となる。教材・マニュアル情報も画像データなどと同様にテキストマイニング手法を適用する。
S110で、S109で作成した教材・マニュアル情報を教材・マニュアル情報データベース280に格納する。
教材検索手段320は、入力手段400より入力された情報から、教材・マニュアル情報を検索し、出力手段500より職員に情報を提供する。
職員が入力手段400としてタブレット端末よりキーワードを入力した場合、テキストマイニング手法を適用された教材・マニュアル情報からキーワードを含む教材・マニュアル情報を検索する。
また、タブレット端末にGPS機能が備わっている場合、現場で作業している職員がキーワードを入力しなくても、位置情報が共通する教材・マニュアル情報を自動的に検索し、出力する。同様にタブレット端末にカレンダー機能が備わっている場合、直近の教材・マニュアル情報の他に、同月日における教材・マニュアル情報を優先して出力する。
以上のように、本実施例により、関連する教材・マニュアル情報をタブレット端末等の出力手段500にて常に確認できる状態にすることで、職員への効果的な技術継承と、危害事象が発生した時の迅速な対応が可能となる。
図4の実施例は、実施例1におけるデータベース200に設備機器情報データベース910を備えた例である。
設備機器情報データベース910は、設備機器等に予め貼り付けた設置位置等の情報を格納したバーコードの情報が記録される。
入力手段400とするタブレット端末にはバーコード読取り機能が備え付けられ、バーコードを読取ることで、関連した教材・マニュアル情報を出力する。
本実施例によれば、現場にて職員が水処理施設で使用されている施設、設備、装置等の共通名称を知らなくても、関連した教材・マニュアルを迅速に出力することが可能となる。
図5の実施例は、実施例1におけるデータベース200に検索情報データベース920を備えた例である。
検索情報データベース920は、検索した職員、検索された教材・マニュアル情報、キーワード、検索日時、検索回数等が記録される。
これらの情報から、例えば検索回数が多い教材・マニュアル情報を優先的に出力する。
また、出力手段500により検索情報を出力することで、管理者は各職員の熟練度等を確認することができる。
本実施例によれば、職員が望む情報を速やかに提供する可能性が高まる。また、管理者が職員の熟練度を確認し、効果的な技術継承を進めることが可能となる。
図6の実施例は、実施例1における水処理管理支援システム100に音声情報データベース930、音声編集手段940を備えた例である。
図4に本実施例における水処理管理支援システム100の構成例を示す。データベース200に音声情報データベース930、処理手段300に音声編集手段940が備えられる。ここで、音声情報は固有の機器やタブレット端末等に備えられている録音機能等で修得される。
音声情報データベース930は、音声情報、録音日時、録音場所、録音者、録音理由を含み、例えばポンプ不具合時の音声等が、音声情報、録音日時、録音場所、録音者、録音理由とリンク付けされた上で音声データとして格納される。音声データは水処理管理支援システム100の入力手段400から入力することにより、音声情報データベース930に格納される。
音声情報は、画像情報と同様に職員が教育、浄水処理施設600の運用および水質の管理のために閲覧する際に、容易に検索・抽出ができるようにするため、音声情報に録音日時、録音場所、録音者、録音理由などのテキストデータがリンク付けされる。録音理由は具体的に記述すると、「ポンプ設備の不具合」、「配水管の漏水」、「バルブの通常開閉時」のようにフリースタイルで記述するが、水処理施設で使用されている施設、設備、装置等の共通名称を使用するものとする。
音声編集手段940は、画像データではなく音声データを用いて画像編集手段310と同様に、教材・マニュアル情報を作成する。実施例4では、音声から編集する場合と画像から編集する場合で分けているが、音声データ等を編集するとき画像データをリンク付けする、または画像データを編集するとき音声データをリンク付けしてもよい。
本実施例は、文書や画像のみでは十分に伝えることができない、設備機器の不具合発生時の音声などを、教材・マニュアル情報とすることで、職員への効果的な技術継承と、危害事象が発生した時の迅速な対応が可能となる。
100 水処理管理支援システム
200 データベース
210 水質データベース
220 水量データベース
230 履歴・プロセスデータベース
240 文書管理データベース
250 ノウハウ情報データベース
260 評価情報データベース
270 画像情報データベース
280 教材・マニュアル情報データベース
300 処理手段
310 画像編集手段
320 教材検索手段
330 データ収集手段
340 警報出力手段
400 入力手段
500 出力手段
600 浄水処理施設
700 監視制御サーバ
800 ネットワーク
910 設備機器情報データベース
920 検索情報データベース
930 音声情報データベース
940 音声編集手段

Claims (7)

  1. 画像情報、撮影日時、撮影場所、撮影者、撮影理由を含む画像データが格納される画像情
    報データベースと、
    水質分析項目、水質分析結果、測定場所、測定日時を含む水質データが格納される水質デ
    ータベースと、
    水量結果、測定場所、測定日時を含む水量データが格納される水量データベースと、
    操作履歴、プロセスデータ、警報発生日時、警報内容を含む履歴・プロセスデータが格納
    される履歴・プロセスデータベースと、
    管理帳票、報告書、図面を含む業務内容書類、浄水場の立地環境、給水能力、給水面積等
    を含む文書データが格納される文書管理データベースと、
    日報等には記載されない故障発生時の検討議事、根拠、操作者の主観等を含むノウハウ情
    報が格納されるノウハウ情報データベースと、
    選択された前記画像情報データベースの画像データと、水質データ、水量データ、履歴・
    プロセスデータ、文書データ、ノウハウ情報データのうち少なくとも1つをリンク付けし
    て教材・マニュアル情報とする画像編集手段と、
    教材・マニュアル情報を検索・出力するための入出力手段と、
    を備えることを特徴とする水処理管理支援システム。
  2. 請求項1の水処理管理支援システムにおいて、
    前記画像編集手段では、評価指標を算出し、教材・マニュアル情報の重要度を決定するこ
    とを特徴とする水処理管理支援システム。
  3. 請求項1の水処理管理支援システムにおいて、
    GPS機能が備わっているタブレット端末を用い、位置情報が共通する教材・マニュアル
    情報を自動的に検索して出力することを特徴とする水処理管理支援システム。
  4. 請求項1の水処理管理支援システムにおいて、
    前記入出力手段では、カレンダー機能が備わっているタブレット端末を用い、同月日にお
    ける教材・マニュアル情報を優先して出力することを特徴とする水処理管理支援システム
  5. 請求項1の水処理管理支援システムにおいて、
    前記入出力手段では、バーコード読み取り機能が備わっているタブレット端末を用い、バ
    ーコードを読み取ることで、関連した教材・マニュアル情報を出力することを特徴とする
    水処理管理支援システム。
  6. 請求項1、又は請求項2の水処理管理支援システムにおいて、
    検索した職員、検索された教材・マニュアル情報、キーワード、検索日時、検索回数を含
    む検索情報を格納する検索情報データベースを備え、検索回数から出力する教材・マニュ
    アル情報の出力順を決定する画像編集手段と、を備えることを特徴とする水処理管理支援
    システム。
  7. 請求項1、又は請求項2の水処理管理支援システムにおいて、
    音声情報、録音日時、録音場所、録音者、録音理由を含む音声データが格納される音声情
    報データベースを備え、選択された前記音声情報データベースの音声データと、テキスト
    データで格納されているノウハウ情報のうち、前記音声データと関連するノウハウ情報を
    抽出し、リンク付けして教材・マニュアル情報とする音声編集手段と、を備えることを特
    徴とする水処理管理支援システム。
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